ඩිජිටල් කැමරා යාන්ත්‍රනය - Digital Camera Mechanism

අද වනවිට  ලෝකයේ බොහෝ දෙනා ඩිජිටල් කැමරා භාවිතයට හුරු වී තිබෙනවා. විශේෂයෙන්ම DSLR, SLR, Camcorders, Mobile Camera භාවිතය අද වන විට ඉතා ඉහල මට්ටමක තිබෙනවා. අතීතයේදී හාවිතා කරන ලද  ෆිල්ම්  රෝල කැමරා වලට සාපේක්ෂව ඒවායේ භාවිතයේ ඇති පහසුව (සෘජුවම ඩිජිටල් ආකාරයේ පිටපත් ලෙස පින්තුර කැමරාගත කිරීමට හැකි වීම) ඒ සදහා  හේතු වී තිබෙනවා. 

ඉහත සදහන් කරන ලද සෑම කැමරාවක් තුලම එකම යාන්ත්‍රනය ක්‍රියාත්මක වන අතර කැමරාවක විද්‍යාත්මක පසුබිම අධ්‍යනය කිරීමට ප්‍රථම ඒ සදහා ව්‍යවහාරයේ භාවිතාවන තාක්ෂණක වචන පිළිබදව අවබෝධයක් තිබිය යුතුය.

• Apeture 

මෙයින් අදහස් වන්නේ කැමරාවේ  Lens එක තුලට ආලෝකය ඇතුලු කර ගැනීමට ඇති සිදුරේ ප්‍රමාණයයි. සාමාන්‍යයෙන් මෙය F-STOPS වලින් හදුන්වන අතර මෙම අගය f1.7, f2.2, f4.5, f16 ආදී වශයෙන් හදුන්වනු ලබයි. මෙම අගය වැඩිවන විට කැමරා සිදුර කුඩාවන අතර අගය අඩුවන විට කැමරා සිදුරේ විශාලත්වය වැඩිවේ. එමනිසා මෙම අගය වැඩිවන විට කැමරාවේ කාර්යක්ෂමතාව (Low light performance) එක අඩු වන අතර පසුබිම බොදවීමක් (Depth of Field occur) සිදුනොවේ අගය අඩුවන විට කාර්යක්ෂමතාව වැඩිවේ. පසුබිම බොදවීම(Depth of Field occur) සිදුවේ.

• Image Noise

මෙයින් අදහස් කරන්නේ ඡායාරූප ගතකිරීමේදී පින්තූරයේ දීප්තියෙන් වැඩි හෝ විවිධ වර්ණයන්ගෙන් යුක්ත කුඩා තිත් දක්නට ලැබීමයි. සෑම පින්තූරයකම මෙම තිත අඩංගු වන අතර එය ඉතා අවම විය යුතුය.

• ISO

කැමරාවේ ඇති Image Sensor  එක ආලෝකය සදහා ඇති සංවේදීතාව මේ මගින් හැදින්වේ.

• EV - (Exposure Value)

කැමරාව කොපමණ ප්‍රමාණයක් ආලෝකයට නිරාවරනය වන්නේද යන්න මෙයින් කියැවේ. මෙම අගය වැඩි වන විට ඡායාරෑපයේ දීප්තිය වැඩිවන අතර වස්තූන් අපහැදිලිවේ. මෙම අගය සීරැ මාරු කල යුත්තේ බාහිර පරිසරයේ ඇති ආලෝක ප්‍රමාණය තීරණය කිරීමෙන්ය.

• Shutter Speed 

මෙමගින් කැමරාව කොපමණ වේලාවක් සදහා ඡයාරෑප ගතකරන වස්තුවට ප්‍රතිචාර

දක්වන්නේ ද යන්න තීරණය කෙරේ. මෙම අගය වැඩිවන විට වේගවත් වස්තූන් ඡයාරූපගත කිරීම අපහසු වන අතර. ෂටරය විවෘතව පවතින වේලාව වැඩි වන බැවින් ඡායාරූපය දීප්තියෙන වැඩි වේ. මෙම අගය අඩු වන විට වේගවත් වස්තූන් ඡයාරූප ගත කිරීම පහසු වන අතර. ඡායාරූපය දීප්තියෙන් අඩු වේ.

• Image Sensor 

ඩිජිටල් කැමරාවක යතුර වන්නේ මෙයයි. අප චයාරෑප ගතකරන පින්තූරය ඩිජිටල් පිටපතක් බවට පත් කරන්නේ මෙමගිනි. අප නාභිගත කරන වස්තුවේ ආලෝක තරංග කාවය හරහා මේමත නාභිගත කරනු ලබයි එවිට ලැබුනු ආලෝක තරංග වලට අදාල ඉලෙක්ට්‍රොනික සංඥාවක් නිපදවා එය ප්‍රධාන ප්‍රොසෙසරය වෙත යවනු ලැබේ.

අප භාවිතා කරන කැමරා වල ප්‍රධාන Image Sensor ආකාර 2 ක් ඇත.

1.  CCD - (Charge Coupled Devices)
2. CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor 

• Focal Length 

කැමරාව තුල යොදා ඇති කාචයේ නාභි දුර වන්නේ මෙයයි. තවත් ආකාරයකින් කිවහොත් කැමරාව තුල  ඇති Image sensor සහ කාචය අතර දුර ප්‍රමාණය මෙයයි. මෙම අගය වැඩිවන විට කැමරාවේ. විශාලක බලය (Optical Zoom) වැඩිවන අතර. ඉතා ලග ඇති වස්තූන් Image Sensor මත නාභිගත කිරීම පහසු වේ.

                                                         (Visual fields according to focal length)

• Optical Zoom & Digital Zoom

මෙම දෙවර්ගයෙන්ම අදහස් වන්නේ ඡයාරූපය සැබෑ තත්වයේ සිට කොපමණ විශාලනය වන්නේද යන්නයි. නමුත් මෙම දෙවර්ගය අතර කැපීපෙනෙන වෙනසක් ඇත. එනම් Optical Zoom යටතේදී සම්පූර්ණයෙන්ම ඡයා රූපය විශාලනය වන්නේ කාච ආදාරයෙන් ය. මෙම විශාලනය යටතේදී ඡයා රූපයේ ගුණාත්මක භාවයට කිසිදු හානියක් සිදු නොවේ. Digital Zoom යටතේ දී ඡායා රූපය විශාලනය වන්නේ කැමරාවේ ප්‍රොසෙසරය තුල අඩංගු ඇල්ගොරිතම භාවිතා කරමින්ය. මෙම විශාලනයේදී ඡායා රූපයේ ගුණාත්මක භාවයට හානි සිදුවේ.

ආලෝක තරංගයක් ඩිජිටල් සංඥාවක් බවට පත්වන්නේ කෙසේද?

Image Sensor එකක් තුල ආලෝකයට සංවේදී ඉතා කුඩා පොටෝ ඩයොඩ්ස් Photo Diods

නැතිනම් Photo sites විශාල සංඛ්‍යාවක් ඇත. මේවා Pixel ලෙස හදුන්වනු ලබයි. සම්පූර්ණ Image Sensor එක තුල  පික්සල් ගණන අප කැමරා ශ්‍රේණිගත කිරීමේදී භාවිත කරයි. උදාහරණයක් ලෙස සම්පූර්ණ Image Sensor එක තුල ඉහත සදහන් කරන ලද Pixels මිලියනයක් ඇත්නම් එය 1 Mega Pixel (1MP) කැමරාවක් ලෙස හදුන්වයි. මෙම අගය වැඩිවන විට කැමරාවේ විභේදන බලය Resolution එක වැඩිවන අතර ඡායාරූපයේ ගුණාත්මක භාවය වැඩිවේ.

                        කාචයෙන් නාභිගත කරන ලද ආලෝකය Image Sensor එක මත නාභිගත වීමෙන් පසු ප්‍රතිභිම්බය Image Sensor මත ඇති කලින් සදහන් කරන ලද Pixels වල ගැටී Pixel වලට කැඩේ. Image Sensor එක තුල ආලෝකයට නිරාවරණය වු පිකසල් මගින් ලැබුනු ආලෝක තරංග වල ආයාමය පදනම් කොටගෙන එයට අදාල ඉලෙක්ට්‍රොනික සංඥාවක් නිපදවයි.  

• CCD - (Charge Coupled Devices)

මෙම Image Sensor වර්ගය තුල දී යම් විශේෂිත රටාවකට අලෝක තරංග ඩිජිටල් සංඥා බවට පත් කරනු ලබයි. එනම් එක් එක් පොටෝ ඩයෝඩය මගින් ලබා ගන්නා ලද සංඥාව යම් ආරාවක් (Array) යටතේ ගමන් කර එක් ස්ථානයකින් පමණක් ඩිජිටල් සංඥා බවට පරිවර්තනය කරනු ලබයි. මෙම Image Sensor වර්ගය දැන් බහුල භාවිතයේ නැත.

• CMOS - (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

මෙම Image Sensor වර්ගය තුලදී එක් එක් පොටෝ ඩයෝඩය වෙත ලැබෙන ආලෝක තරංග වෙනවෙනම ඒවා විසින් ඩිජිටල් සංඥා බවට පරිවර්තනය කර ප්‍රධාන ප්‍රොසෙසරය වෙත යවනු ලැබේ.  සෑම පොටෝ ඩයෝඩයක් සදහා වර්ධකයක් බැගින් ද ඇත.

CCD හා  CMOS අතර වෙනස්කම් මොනවාද?

CCD සහ CMOS අතර කැපී පෙනෙන වෙනස්කම් කිහිපයක් ඇත.

CCD

• Image noise එක ඉතා අඩුය
• පරිභෝජනය කරන ධාරාව වැඩිය
• නිශ්පාධන පිරිවැය වැඩිය

CMOS

• පරිභෝජනය කරන ධාරාව අඩුය
• නිශ්පාදන පිරිවැය අඩුය
• Image noise එක තරමක් අඩුය

මෙම ලිපියෙන් ඔයාලා යම් දෙයක් දැන ගන්නට ඇතැයි කියා සිතනවා. වෘත්තීය වශයෙන් ඡායාරූප කරැවෙකු වීමට බලාපොරොත්තුවන අයට මෙය අත්වැලක් යැයි සිතනවා. ඔයාලගෙ අදහස් පහලින් කමෙන්ට් කරන්න. තව කෙනෙක්ට බලන්න ෂෙයා කරන්න. තවත් ලිපියකින් ඔයාලා හමුවීමට බලාපොරාත්තු වෙනවා. සුභ අනාගතයක්.

Refers
https://en.wikipedia.org/wiki/Image_noise
https://electronics.howstuffworks.com/cameras-photography/digital/question362.htm

**Summery of above article for persons who checking at copyright issues of this article. In above article, i talked about digital camera mechanism of modern camera world. This article has been written from my individual experience and education. No any copyrights there**

**Copyrights of Photos should be goes to relevant web sites. Got them by Google**